【題目】如圖所示,真空中水平放置的兩個(gè)相同極板Y和Y'長(zhǎng)為L(zhǎng),相距d,足夠大的豎直屏與兩板右側(cè)相距b.在兩板間加上可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓U,一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力)從兩板左側(cè)中點(diǎn)A以初速度v0沿水平方向射入電場(chǎng)且能穿出.

(1)證明粒子飛出電場(chǎng)后的速度方向的反向延長(zhǎng)線交于兩板間的中心O點(diǎn);
(2)求兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U的范圍;
(3)求粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長(zhǎng)度.

【答案】
(1)

解:設(shè)粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為a,離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y,沿電場(chǎng)方向的速度為vy,偏轉(zhuǎn)角為θ,其反向延長(zhǎng)線通過O點(diǎn),O點(diǎn)與板右端的水平距離為x,則有

側(cè)移量,y=

勻速運(yùn)動(dòng)的位移,L=v0t②

豎直方向的速度,vy=at

聯(lián)立可得

即粒子飛出電場(chǎng)后的速度方向的反向延長(zhǎng)線交于兩板間的中心.


(2)

解:由牛頓第二定律,則有

電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系,E=

由①②③④式解得

當(dāng) 時(shí),

則兩板間所加電壓的范圍


(3)

解:當(dāng) 時(shí),粒子在屏上側(cè)向偏移的距離最大(設(shè)為y0),則

而tan

解得

則粒子可能到達(dá)屏上區(qū)域的長(zhǎng)度為


【解析】(1)畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律,及三角函數(shù)關(guān)系,從而即可證明;(2)由牛頓第二定律與公式E= 相結(jié)合,可求得結(jié)果;(3)運(yùn)用幾何關(guān)系,結(jié)合偏角與位移的關(guān)系,從而即可求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,p和Q共軸,Q中通有變化的電流i,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,P所受的重力為G,桌面對(duì)P的支持力為FN , 則( )

A.t1時(shí)刻FN>G,P有收縮的趨勢(shì)
B.t2時(shí)刻FN=G,此時(shí)穿過P的磁通量為0
C.t3時(shí)刻FN=G,此時(shí)P中無感應(yīng)電流
D.t4時(shí)刻FN<G,此時(shí)穿過P的磁通量最小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中的某裝置如圖所示,其中平行金屬板A,B之間有加速電場(chǎng),C,D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),M為熒光屏,今有質(zhì)子,氘核和α粒子均由A板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),最后打在熒光屏上.已知質(zhì)子、氘核和α粒子的質(zhì)量之比為1:2:4,電荷量之比為1:1:2,則下列判斷中正確的是( )

A.三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同
B.三種粒子打到熒光屏上的位置相同
C.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1:2:2
D.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1:2:4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

1)探究加速度與力、質(zhì)量這三者之間的關(guān)系,我們所采用的實(shí)驗(yàn)方法是_______________________.

2)調(diào)節(jié)滑輪位置,使拉小車的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行,當(dāng)滿足m________M時(shí),我們可把砝碼與盤的重力當(dāng)作小車受到的細(xì)線的拉力.

3)保持小車質(zhì)量不變,改變砝碼的質(zhì)量,多次實(shí)驗(yàn),通過分析紙帶,我們可得到小車的加速度a和所受拉力F的關(guān)系.如圖所示為某同學(xué)所畫的加速度與力的關(guān)系,請(qǐng)你分析為何直線不通過原點(diǎn)?____________________________________________________.

4)小車從靜止開始運(yùn)動(dòng),利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況,如圖所示,其中O點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn).AB、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點(diǎn),圖中所標(biāo)明的數(shù)據(jù)為A、B、C各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源頻率f=50Hz(以下計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=____m/s2,小車在經(jīng)歷計(jì)數(shù)點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB=________m/s

5)如果猜想F一定時(shí),加速度a與質(zhì)量M成反比,對(duì)此猜想進(jìn)行驗(yàn)證,應(yīng)畫______圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某三棱鏡的后面為一直角三角形,如圖所示,∠A=90°,∠B=30°,∠C=60°,棱鏡材料的折射率為 ,入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面,經(jīng)AB面和AC面折射后射出.

(1)求出射光線和入射光線的夾角θ;
(2)為使從AB邊入射的光線恰好不能從AC面射出,入射光線的入射角為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩氣缸AB粗細(xì)均勻,等高且內(nèi)壁光滑,其下部由體積可忽略的細(xì)管連通;A的直徑為B的2倍,A上端封閉,B上端與大氣連通;兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外,其余部分均絕熱.兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b,活塞下方充有氮?dú),活塞a上方充有氧氣;當(dāng)大氣壓為P0 , 外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時(shí),活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的 ,活塞b在氣缸的正中央.

(。┈F(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮?dú),?dāng)活塞b升至頂部時(shí),求氮?dú)獾臏囟龋?/span>
(ⅱ)繼續(xù)緩慢加熱,使活塞a上升,當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的 時(shí),求氧氣的壓強(qiáng).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,人站在斜坡式自動(dòng)扶梯上,下列為一對(duì)作用力與反作用力的是( )

A.人受到的重力和人對(duì)坡面的壓力
B.人受到的重力和坡面對(duì)人的支持力
C.人受到的摩擦力與人對(duì)坡面的摩擦力
D.人受到的摩擦力與重力沿坡面向下的分力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A、B經(jīng)無摩擦的定滑輪用細(xì)繩連接在一起,A物體受水平向右的力F作用,此時(shí)B勻速下降,A水平向左運(yùn)動(dòng).由此可知( )

A.物體A做勻速運(yùn)動(dòng)
B.物體A做加速運(yùn)動(dòng)
C.物體A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定減小
D.物體A所受的摩擦力逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1=2kg的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O。輕繩OA水平, OB繩與水平方向的夾角θ=30°,且通過一個(gè)光滑的輕滑輪與放置在水平面上的質(zhì)量為m2=5kg的物體乙相連,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。g10m/s2)求:

1輕繩OAOB對(duì)結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)的拉力大。

2)物體乙對(duì)地面的壓力。

3滑輪軸對(duì)滑輪的彈力的大小和方向;

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